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基于MATLAB的语音信号处理系统设计

编辑:admin    来源:未知    作者:admin

 课题任务:本论文主要介绍的是的语音信号的简单处理。运用数字信号学基本原理实现语音信号的处理,在matlab7.0环境下综合运用信号提取,幅频变换以及傅里叶变换、滤波等技术来进行语音信号处理。我所做的工作就是在matlab7.0软件上编写一个处理语音信号的程序,能对语音信号进行采集,并对其进行各种处理,达到简单的语音信号处理的目的。

课题目标:本文是用Matlab对含噪的的语音信号同时在时域和频域进行滤波处理和分析,在MATLAB应用软件下设计一个简单易用的图形用户界面(GUI),来解决一般应用条件下的各种语音信号的处理。
用所设计的滤波器对含噪语音信号进行滤波。对滤波后的语音信号进行FFT频谱分析。画出处理过程中所得各种波形及频谱图。 对语音信号进行回放,感觉滤波前后声音的变化。比较滤波前后语音信号的波形及频谱,对所得结果和滤波器性能进行频谱分析,阐明原因,得出结论。
课题意义:语音信号处理是一门比较实用的电子工程的专业课程,语音是人类获取信息的重要来源和利用信息的重要手段。通过语言相互传递信息是人类最重要的基本功能之一。语言是人类特有的功能,它是创造和记载几千年人类文明史的根本手段,没有语言就没有今天的人类文明。语音是语言的声学表现,是相互传递信息的最重要的手段,是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息的形式。语音信号处理是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门学科,它是一门新兴的学科,同时又是综合性的多学科领域和涉及面很广的交叉学科。

课题关键问题及难点:
关键问题:1、语音的录入与打开
在MATLAB中,[y,fs,bits]=wavread('Blip',[N1 N2]);用于读取语音,采样值放在向量y中,fs表示采样频率(Hz),bits表示采样位数。[N1 N2]表示读取从N1点到N2点的值(若只有一个N的点则表示读取前N点的采样值)。 sound(x,fs,bits); 用于对声音的回放。向量y则就代表了一个信号(也即一个复杂的“函数表达式”)也就是说可以像处理一个信号表达式一样处理这个声音信号。
2、数字滤波器的设计步骤
不论是IIR滤波器还是FIR滤波器的设计都包括三个步骤:
(1) 按照实际任务的要求,确定滤波器的性能指标。
(2) 用一个因果、稳定的离散线性时不变系统的系统函数去逼近这一性能指标。根据不同的要求可以用IIR系统函数,也可以用FIR系统函数去逼近。
(3) 利用有限精度算法实现系统函数,包括结构选择、字长选择等
3、图形用户界面设计
(1).GUI设计模板:在MATLAB主窗口中,选择File菜单中的New菜单项,再选择其中的GUI命令,就会显示图形用户界面的设计模板。
(2)GUI设计窗口:在GUI设计模板中选中一个模板,然后单击OK按钮,就会显示GUI设计窗口。选择不同的GUI设计模式时,在GUI设计窗口中显示的结果是不一样的。
(3)GUI设计窗口的基本操作:在GUI设计窗口创建图形对象后,通过双击该对象,就会显示该对象的属性编辑器。例如,创建一个Push Button对象,并设计该对象的属性值
难点:利用MATLAB编程加入一段正弦波噪音,设计滤波器去噪。
拟采取的方式、方法及计划进程、方案(主要技术路线):

采取的方式:
1.理论依据
根据设计要求分析系统功能,掌握设计中所需理论(采样频率、采样位数的概念,采样定理; 时域信号的FFT分析;数字滤波器设计原理和方法,各种不同类型滤波器的性能比较),阐明设计原理。
2.信号采集
    采集语音信号,并对其进行FFT频谱分析,画出信号的时域波形图和频谱图。  3.构造受干扰信号并对其进行FFT频谱分析
    对所采集的语音信号加入干扰噪声,对语音信号进行回放,感觉加噪前后声音的变化,分析原因,得出结论。并对其进行FFT频谱分析,比较加噪前后语音信号的波形及频谱,对所得结果进行分析,阐明原因,得出结论。
4.数字滤波器设计
    根据待处理信号特点,设计合适数字滤波器,绘制所设计滤波器的幅频和相频特性。
5.信号处理
    用所设计的滤波器对含噪语音信号进行滤波。对滤波后的语音信号进行FFT频谱分析。画出处理过程中所得各种波形及频谱图。
    对语音信号进行回放,感觉滤波前后声音的变化。比较滤波前后语音信号的波形及频谱,对所得结果和滤波器性能进行频谱分析,阐明原因,得出结论。
6.设计图形用户界面
    设计处理系统的用户界面,在所设计的系统界面上可以选择滤波器的参数,显示滤波器的频率响应,选择信号等。

进度安排:2013年1月10日—1月20日,选题及撰写开题报告;2013年1月21日—2月3日,查阅文献,收集资料; 2013年2月4日—3月10日,设计系统结构,编写控制程序及编码调试;2013年3月11日—4月5日,修改设计内容及拟定论文提纲;2013年4月6日—4月30日,修改论文。

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